研究發現了蛋白質如何協同作用來調節“跑步”

基因組調控中心(CRG)的研究人員發現了蛋白質如何協同作用來調節“跑步”，這是細胞內微管網絡用來確保細胞正常分裂的一種機制。研究結果發表在今天的《細胞生物學雜志》上。

微管是由蛋白質組成的長管，作為連接細胞內不同區域的基礎設施。微管對細胞分裂也至關重要，它們是紡錘體的關鍵組成部分，紡錘體是一種附著在染色體上并將染色體分離成每個新細胞的結構。

為了使紡錘體正常工作，細胞依靠微管“跑步機”。這涉及到微管的一端(被稱為負端)失去成分，而另一端(正端)增加成分。這種效果就像跑步機的傳送帶，微管似乎在連續移動，而不改變它們的總長度。

跑步對細胞分裂至關重要。“最可能的理論是，跑步有助于細胞通過保持張力來調節其與染色體的附著。因為微管經常從它們的正端生長，這種張力可以通過從負端不斷收縮來提供，”吉爾·亨金博士解釋說，他是該研究的**作者之一。

盡管“跑步”在細胞生物學中起著核心作用，但這一過程是如何被調控的至今仍是一個謎。該研究的作者使用了各種已知在微管生物學中起核心作用的分離蛋白質，將它們放在一起，并使用顯微鏡觀察它們。

有三種蛋白質被發現對調節跑步至關重要:KIF2A，一種蛋白質，屬于一個更大的蛋白質家族，可以分解微管;γ-微管蛋白環復合物(γ-TuRC)，一種微管生長的支架;以及spastin，一種像剪刀一樣切割微管的酶。

“分解微管的蛋白質家族通常會在兩端啃噬微管。我們驚訝地發現，這個家族的一個成員——KIF2A——對負端有強烈的偏好。這項研究的資深作者、基因組調控中心的研究員托馬斯·薩里博士解釋說:“這種專業化正是研究人員一直在尋找的，以解釋為什么微管在紡錘體中跑步。”

在KIF2A能夠蠶食負端之前，它需要克服yTuRC，它的作用就像一個安全帽。“酶spastin需要從安全帽中釋放微管，這樣一旦微管正端長得足夠長，KIF2A就可以完成它的工作，”Cláudia Brito博士解釋說，他是該研究的**作者之一。

研究人員發現，跑步的正確控制需要這三種蛋白質的協調作用。雖然這項研究沒有直接轉化為治療途徑，但它為細胞功能和分裂的復雜謎團增添了另一塊。“人類從一個單細胞開始，必須發展成數萬億個細胞，所有細胞都含有良好的基因組拷貝。這個過程非常可靠，這是令人驚訝和重要的，所以我們在理解整體機制方面增加了一小塊拼圖，”Henkin博士總結道。

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